본 논문은 서로 다른 크기의 교류 전원을 인가하더라도 균일한 소비 전력과 광 효율을 나타낼 수 있는 이종 전원 지원 AC LED 구동 장치를 설계 하였다. 서로 다른 크기의 입력 전압과 편차를 설정하여, 두 입력전압에서 전기적 광 특성이 동일함을 확인 하였다. 또한 교류 전원의 피크전압에 따라 특정 LED 구간에서 발생하는 미 점등을 개선하여, 모든 상용 교류 입력 전압에서 전 구간 LED 점등을 구현하였다.
최근 친환경 에너지에 대한 인식의 전환과 정부 시책에 힘입어 실용 수준의 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) 조명기구가 등장하여 보급되고 있으며 이에 따라 매우 큰 에너지 절감효과의 영향이 나타나고 있다. 하지만 실제 LED 조명을 사용하는 것에 있어서는 개인을 위주로 하는 사용은 가능하지만, 대형 가로등이나 전체 홈 조명을 사용하는데 있어서는 효율의 문제, 안정성의 문제, 신뢰성의 문제 등 여러 가지 문제로 인해 전체 조명시스템을 구현하는 것은 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 종래의 DC LED가 가지고 있는 발열 현상 등의 안전상 문제점들을 해결하기 위해 최근 AC LED가 개발되기는 하였으나 이 또한 기존의 AC Power를 사용해서는 옥외 조명으로 사용하기 어려운 품질 안전성 및 신뢰성 등의 여러 가지 문제점이 발생한다. 이에 따라 AC LED에 적합한 Power를 개발 적용하여야 하며 이러한 LED 조명의 등장은 기존 LED 조명이 가지고 있는 한계상황을 타파함과 동시에 지속 가능한 에너지 절감을 실천할 수 있는 도구로서 그 역할을 해내게 될 것이다.
백열전구를 대체하기위한 친환경 에너지 절약형 7w급 LED 램프의 구동을 위한 전원장치를 설계하였다. LED 램프는 칩 LED를 여러개 직 병렬로 연결하여 사용하게 되므로 적합한 직류 전압과 전류를 공급하여야 한다. 그런데 LED 램프는 상용 AC 220V 전원에 직접 연결해 사용하게 되므로 드라이버에는 전압제어와 전류제어가 포함된 AC/DC, DC/DC 전력변환기가 반드시 필요하게 된다. 따라서 본 논문에서는 램프의 LED 열에 따라 출력전압과 전류제어가 가능하며 변압기가 없는 간단한 구조의 LED 램프 드라이버를 설계하였다.
In order to spread LED lighting, LED lighting technology directly driven by alternating current (AC) commercial power has recently been introduced. Since current does not flow at a voltage lower than the threshold voltage of the LED, a non-conductive section occurs in the current waveform, and the higher the threshold voltage of the LED, the more discontinuous current waveforms are generated. In this paper, multi-LED modules are connected in series so that the threshold voltage can be adjusted according to the number of LED modules. A small number of LED modules are driven at a low instantaneous rectified voltage, and a large number of LED modules are driven at a high instantaneous rectified voltage to lengthen the overall lighting time of AC-LED lighting, thereby minimizing the luminance deviation of AC-LED lighting. In addition, the load current flowing through the LED module is adjusted to be the same as the design current even at the maximum rectified voltage higher than the design voltage, so that the light brightness of the LED module is kept constant. Therefore, even if the rectified voltage applied to the LED module changes, the AC-LED lighting in which the light brightness is constant and the luminance deviation is minimal has been realized.
This study describes that light flicker of LED lamp is improved by placing an AC-powered LED block in each phase of three-phase AC power. Rectified current is considered as an instantaneous luminous flux because the current flowing through the LED block is proportional to the amount of light emitted by the LED block. Percent flicker is calculated simply by modeling the rectified current flowing through the LED block to a triangular wave current. Percent flicker is 100% in single-phase AC powered LED lamp. Percent flicker of the same level as that in an incandescent lamp (6%~14%) is however, achieved if light emission starts before $40^{\circ}$ in each voltage phase of three-phase AC power.
In this paper, wireless power transfer system using the magnetic resonance was designed and applied to LED lighting for implementation of wireless lighting. This lighting was made by the converted DC driving type and the direct AC driving type. In the former, transferred AC power was rectified into DC and regulated to the specified voltage value, which leads to produce the loss at the rectifying and regulating circuit. In the latter, wireless-transferred AC power was directly applied to LED, which get rid of the loss derived from the additional circuit. For the efficiency-comparison between the former and the latter, the power at each stage was measured when the same optical output radiated from LED lighting part. The result revealed that the direct AC driving type had 18% higher efficiency than the DC driving type and confirmed that LED lighting using magnetic resonance wireless power transfer system can be efficient by direct AC power supply. And the direct AC driving type had the simple circuit structure and the simple LED lighting formation, so this can leads to various application.
The AC-LED driving system which is connected directly to alternative current source is suitable for commercialization because of it's simple structure and low cost. However, it requires additional circuits compensating for current differences between the parallel connected LED strings. In this paper, we proposed the circuit compensating for current error of the three LED strings using the Y type balancing transformer. The proposed Half-bridge AC Chopper LED driving system used the ferrite material's balancing transformer. at the same time, it is able to dimming control. The proposed system is applied to 80W AC-LED module consist of three parallel strings. Experiment results present that Power factor and THD measured with power analyzer are 0.958 and 26.473% respectively satisfied with IEC61000-3-2 harmonics standard.
In this study, discrete-time domain analysis is proposed to investigate the input current of a buck AC/DC light-emitting diode (LED) driver. The buck power factor correction converter can operate in both discontinuous conduction mode (DCM) and continuous conduction mode (CCM). Two discontinuous and two continuous conduction operating modes are possible depending on which event terminates the conduction of the main switch in a switching cycle. All four operating modes are considered in the discrete-time domain analysis. The peak current-mode control with slope compensation is used to design a low-cost AC/DC LED driver. A slope compensation design of the buck AC/DC LED driver is described on the basis of a discrete-time domain analysis. Experimental results are presented to confirm the usefulness of the proposed analysis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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